"数字"可能是世纪之交最热门的词汇了，似乎什么东西只要沾到了"数字"的边，就会令人肃然起敬，就会使其身价倍增。毕竟现在是电脑和互联网越来越普及的时代，连大家日常交谈的主题也多与电脑、互联网相关，这一切都与"数字/数码"有着密切的关系。随着数字电视节目在北京、上海、深圳等地的陆续试播，数字电视迅速地走近了我们，似乎生活中的一切都要和数字结缘了。

　　照相可以用数码相机，送礼可以送MP3随身听，寄贺卡可以用电子贺卡……还有什么可以与数字化春节相关的呢？那就看看本期的《数字化春节》专题吧。不过说了那么多"数字"的东西，您能完全分清楚"数字"和非"数字"的区别吗？比如说，现在您去冲印相片时是否想过，冲印胶卷的冲印系统是不是纯光学系统？出乎多数人的意料，目前多数的冲印系统是将底片扫描、处理后再转印到相纸上的，其中的扫描过程是一个数字化的过程，可不是一个纯光学过程。反之，也有一些我们以为是数字产品而实际上不是的。其实日常生活中，我们越来越多地接触到与数字相关的概念，下面就来重新审视一下"数字"，避免走入"数字"误区。

　　数字电器与数控电器

　　现在有不少电器都冠上了数字之名，甚至还有所谓的纯数字电器的说法。其实，现有的电视机、收音机、微波炉、空调器、洗衣机等大多只是数控电器而非数字电器。所谓数控，就是控制部分采用数字电路(现在多用嵌入式微处理器)，这些电器的功能部分并非完全是数字化的。比如，电视机接收的是模拟信号的电视节目，信号接收后在电视机内经过调谐放大等过程，图像由显像管显示，声音信号则由扬声器发出。现在的电视机内确有数字电路和微处理器，这些数字电路和微处理器主要是用于电视机一些功能的，如音量、亮度调节、节目存储，遥控器信号的解码、屏上显示等作用。真正的数字电视机当然也有，不过目前处于试验阶段，尚未推广使用，在市场上面几乎买不到，而且即使买到了也没有相应的数字电视节目能够接收。真正的数字电视机接收的是数字电视信号，这些信号接收到以后，必须经过数字/模拟转换成为模拟信号以后才能够由显像管和扬声器等播放出来，并且显像管的线数也要比普通的高，因此它和传统的模拟电视有着本质的不同。其它的电器也是类似的，它们或许有数字电路在其中，但多数都仅仅用于控制、调节等用途。目前如海尔、海信、TCL等厂家除积极发展数字电视机外，也在发展多种信息电器。

　　数字信号与模拟信号

　　数字信号和模拟信号之间有许多重要的区别。从本质上来说，数字信号和模拟信号都是由电波的方式进行传送的。不过，数字信号的波和模拟信号的波之间所代表的含义是不同的。在模拟电路中，波本身直接表示将要进行传送的信号的信息，如在图像传输中不同的电压表示不同的亮度信息等。模拟信号在传送以及处理的过程中，由于干扰以及受电子器件本身的非线性误差等因素的影响，模拟信号在最后被接收到时总是会出现失真，导致得到的声音、图像等与发送时的出现偏差。而数字信号虽然也是由电波来进行传送的，但是由于数字信号的波本身只代表二进制数字，这样波的形状并不重要，只要它能够表示高电平或者低电平就可以了。因此，即使传送以及放大等环节波形发生了变化，只要这个变化在容许的范围内，就不会导致最后接收到的信息发生改变。采用数字信号的另一个优点是可以方便地在传送信号的过程中，通过采取数据冗余的方式，对接收到的数据进行校验，对局部的错误数据进行纠错，确保接收到的数据完整无误。

　　不过，由于自然界本身是连续的，因此采用离散的数字方法来描述自然界就涉及到将模拟信号转换到数字信号的问题。比如说，要对一幅图片进行数字化，就需要对图片进行采样，将连续的图片信号进行离散化，也就是用点阵来表现图像，然后通过模拟/数字转换将每一点的模拟信号转换为数字量。采用数字方式虽然优点十分明显，但是也有其不利的一面。比如，如果要尽可能地在数字图像中包含更多的信息，则需要对这个图像本身进行尽可能多的采样，最后导致数字图像需要有非常大的存储空间来容纳，同样也需要非常大的带宽来进行传输，有时候会导致成本过高。

　　模拟的不一定比数字的差

　　虽然采用数字的方法比模拟的方法有许多优点，如在传输和放大等环节上几乎没有质量损失、不会在数字传输和处理的环节中产生噪声等，但是应该看到，在现在已经大量使用的数字电器中，数字电器并不一定在所有的情况下都比模拟的电器有优势，这中间存在几个方面的情况。一是由于用数字方式进行信号传送，在保证质量的前提下，往往造成数据量过大的问题，这就需要对数据进行压缩，而压缩带来的失真也就不可避免。如大家所看到的VCD影片，在画面中经常能够看到马赛克以及在颜色自然过渡的地方产生的颜色阶梯等情况，就是压缩后产生的副作用，而采用模拟录像带来播放同样的影片虽然不可避免会有噪声等问题，但上面所说的VCD的毛病则不会出现。最近火爆的MP3也是采用有损压缩的一个例子，在许多挑剔的耳朵前，与高质量的模拟唱片相比，MP3的效果仅仅是勉强可以一听而已。MP3当然也可以采用较低的压缩比，从而提高音质，但是需要更大的存储空间。

　　除了上面所说的之外，另一种情况是，采用模拟的方式在某些情况下可以得到更高的质量，如电影胶片，只要胶片采用的感光物质的粒度足够小，摄影机的光学误差足够小，这样胶片所能容纳的信息量是非常惊人的。一般认为，要达到现在高质量的电影胶片的效果，如果采用数字方式以点阵位图来表示的话，分辨率应该至少有4000×4000～10000×10000，而目前代表高质量视频的DVD分辨率仅仅为720×480或者720×576，离电影胶片能够达到的质量相差甚远，而未来的数字高清晰度电视所能达到的清晰度也仅仅为1000条扫描线而已，依然不能和现行电影胶片的效果媲美。现在风靡的数字照相机和传统的胶片照相机也有类似的情况，现在的CCD阵列制造工艺虽然已经达到了相当高的水平，可以做出上千万像素的CCD芯片，拍摄到的照片分辨率可以达到很高，但是与专业摄影用的胶片相比还是有差距的，尤其是那些十分廉价的低分辨率产品，与普通胶片相比都存在很大的差距。不过这种差距随着技术的发展正在逐步缩小，如KODAK最近发布的1600万像素的CCD可以达到4096×4096的分辨率，加上数字照相的多种优势，目前许多要求较高的行业也开始使用数码相机了。

　　目前还有一个并不十分成功的数字电器就是USB音箱，它与计算机的USB端口相连，接收计算机送过来的数字音频信号，在音箱内再转换为模拟信号，避免了计算机内部复杂的电磁环境对声音信号的干扰，从原理上说这样可以获得很高的信噪比，而且对传输线等方面的要求也不需要很高。不过，现在看来USB音箱并不十分成功，主要是功能不完整(如无法听MIDI)以及价格等方面因素拖了它的后腿。

　　需要注意的是，上面所说的几个方面都是目前数字设备存在的一些问题，随着时间的推移，数字设备正在以惊人的速度发展着，他们所存在的这些问题大多数都会在不远的将来得到解决，毕竟数字技术、设备与模拟技术、设备相比在很多方面都具有特别的优势。

　　数字技术的优势与前景

　　我们在上面虽然说到了数字技术的某些不足，但是从总的情况来看，数字化是许多电子产品发展的趋势，这一点是毫无疑问的。数字化最大的优势是能够充分利用飞速发展的计算机技术来不断地提高产品的性能与功能，从而能够更快地提高产品的竞争力。当前，数字技术会首先普遍应用在影音产品中，如几年内就可能会逐渐普及的MP3播放器、数码相机、数码摄像机、数字电视和数字电影等。

　　数字电视目前处于即将广泛应用的前期，从技术上来说已经没有任何的问题，得到推广只是时间问题。数字化电视的优点是电视信号采用数字信号进行传输，因此可以极大程度地避免信号衰减和干扰。采用数字方式传播电视节目的另外一个优点是可以采用数字压缩的方法对信号进行压缩，从而节约带宽，降低对频道资源的占用，在原有的一个频道内可以传播多套电视节目。实际上，中央电视台的5、6、7、8套节目就是经过数字压缩后在原来中央3套的频道上通过卫星传送的，只不过目前解码工作是由地面接收站完成的。由于数字电视具有的许多优点，估计会在不长的时间内成为主流。

　　数字电影也处于试验中。目前，极高分辨率的投影技术已经日趋成熟，数字电影变得越来越有可能。数字化的电影将不再需要传统的胶片，电影节目是通过网络传送的，在电影放映前，只需要把要放映的电影节目下载到放映机中即可。因此，未来的电影院再也不会出现像"跑片未到"这样的幻灯片了(取而代之的不知道是不是"网络阻塞"，呵呵)。电影采用数字化后，至少像电影胶片这样的支出就可以节省下来了，更重要的是可以避免现有的电影胶片常见的画痕、缺损以及由于长时间使用后的老化等影响放映效果的问题，使得电影的效果更趋完美。

　　数字化的趋势已不可逆转，许多与模拟技术对比上的不足正在被逐步克服。像三星、Intel等企业已提出了较完整的数字生活的概念。2001年的春节我们做了《数字化春节》的专题，也算小小的"科幻"一回吧。也许您还不完全具备"数字化"的条件，但是本次专题所体现的数字化应用一定离您非常近了。不久，当数字技术更加成熟，当您对"数字"的认识和体会更加深刻后，本次专题所体现的超前性可能已不值得一提了。

　　让我们一起感受数字化的乐趣吧!